哥伦比亚大学工程和应用科学学院 石墨烯层上下氮化硼(BN)层受控旋转的图示介绍了共存的莫尔超晶格，其作为角度的函数改变尺寸、对称性和复杂性
在这个系统中，哥伦比亚大学的研究人员通过机械旋转排列在底部氮化硼平板上的石墨烯上的氮化硼，在单个器件中实现了对单层石墨烯能带结构的前所未有的控制
学分:内森·芬尼和桑胡恩·蔡/哥伦比亚工程 詹姆斯·霍恩(机械工程)和科里·迪恩(物理学)实验室最近的一项研究展示了一种简单地通过调整二维(二维)材料之间的扭转角来调整它们属性的新方法
研究人员构建了由单层石墨烯封装在两个氮化硼晶体之间组成的器件，通过调整层与层之间的相对扭转角度，他们能够创建多个莫尔图案
云纹图案是凝聚态物理学家和材料科学家非常感兴趣的，他们用云纹图案来改变或产生新的电子材料特性
这些图案可以通过排列氮化硼(绝缘体)和石墨烯(半金属)晶体来形成
当这些原子的蜂窝状晶格接近排列时，它们就产生了莫尔超晶格，一种看起来也像蜂窝的纳米级干涉图案
这种莫尔超晶格改变了石墨烯中导电电子的量子力学环境，因此可用于对石墨烯的观察到的电子性质的显著变化进行编程
迄今为止，大多数关于石墨烯-氮化硼体系中莫尔超晶格效应的研究只关注单一界面(考虑石墨烯的顶面或底面，但不是两者都考虑)
然而，去年由Hone和Dean发表的一项研究表明，在一个设备中完全旋转控制两个接口之一是可能的
通过设计一种在一个界面上具有持久对准而在另一个界面上具有可调对准的器件，哥伦比亚团队现在已经能够研究石墨烯层上多个莫尔超晶格势的影响
“我们决定在一个单一的纳米机械装置中同时观察石墨烯的顶面和底面，”博士内森·芬尼说
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该论文发表于9月30日的《自然纳米技术》，现在是11月印刷版的封面故事
“我们有一种预感，通过这样做，我们将有可能利用上下界面共存的莫尔超晶格，使莫尔超晶格的强度增加一倍
" 该团队发现，扭转层的角度使他们能够控制莫尔超晶格的强度及其整体系统，这是从观察到的石墨烯电子特性的显著变化中推断出来的
在接近对准的角度，出现了高度改变的石墨烯带结构，在共存的非重叠长波长云纹图案的形成中可以观察到
在完美的排列中，石墨烯的电子间隙要么被强烈增强，要么被抑制，这取决于顶部可旋转的氮化硼是扭曲0度还是60度
电子间隙的这些变化对应于两种排列构型对称性的预期变化——反转对称性在0度时被破坏，反转对称性在60度时被恢复
芬尼指出:“这是第一次有人在一个设备中看到共存的莫尔超晶格的完全旋转依赖性。”
“这种对莫尔超晶格对称性和强度的控制程度可以普遍应用于我们现有的所有二维材料
这项技术使得纳米机电传感器的开发能够应用于天文学、医学、搜索和救援等领域
" 研究人员现在正在改进扭曲各种二维材料单层的能力，以研究缺乏反转对称性的系统中的奇异效应，如超导性、拓扑诱导铁磁性和非线性光学响应
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